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食品在生产、加工处理、运输、储藏等过程中容易被真菌污染。真菌在生长繁殖后期,因养分耗竭,体内三羧酸循环中间产物(初级代谢产物)如乙酰辅酶A、丙酮酸等大量堆积,易导致真菌代谢性中毒,使真菌利用初级代谢产物合成次级代谢产物真菌毒素,进一步污染食品。随着近年来生活水平日益提高,我国政府对食品安全监管越来越严,但是还存在食品安全隐患,如:谷物等粮食食品中的真菌毒素具有分布广泛、性质稳定、难以监测、危害严重的特点,而传统大型仪器或免疫学方法很难满足日益增长的检测需求。因而,开发真菌毒素高灵敏快速检测方法在应对食品安全实践、保障人民身体健康方面尤为重要。本论文从研究粮油储运过程中真菌毒素具备的高特异性和高灵敏度等特点的分析角度出发,并结合荧光和表面增强拉曼光谱(Surface enhancement Raman spectroscopy,SERS)适配体传感技术的特点,通过构建新型的传感平台来对两种真菌毒素-赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)和玉米赤霉烯酮毒素(Zearalenone,ZEN)进行检测。该论文的研究内容从以下四个方面开展:(1)基于硫化铜纳米颗粒结合铜离子荧光探针构建了检测OTA的荧光传感方法。首先合成羧基化硫化铜纳米颗粒(copper sulfide nanoparticles,CuS NPs),在CuS NPs上修饰OTA单克隆抗体(Antibody,Ab)形成硫化铜纳米颗粒-OTA单克隆抗体免疫信号标记物(CuS-Ab NPs),其次在黑色聚苯乙烯微孔板上固定OTA抗原。当黑色聚苯乙烯微孔板反应孔中加入OTA后,OTA和OTA抗原竞争结合CuS-Ab NPs上的OTA单克隆抗体,当OTA浓度越高,OTA和CuS-Ab NPs上的OTA单克隆抗体结合的越多,导致CuS-Ab NPs上OTA单克隆抗体与OTA抗原结合的越少,然后用磷酸盐缓冲液将未与OTA抗原结合CuS-Ab NPs和OTA冲洗掉,然后加入盐酸溶液溶解与OTA抗原结合的CuS-Ab NPs形成Cu2+,再加入铜离子荧光探针发生开环水解反应,生成的产物在495 nm激发光激发下发出508~650 nm的发射光,在554 nm处荧光强度达到峰值,荧光强度与产物含量成正比,从而实现OTA的定量检测。该检测方法的线性范围为0.1 ng/m L~100 ng/m L,检测限为0.01 ng/m L,加标回收率为93.89%~109.96%。相对标准偏差为2.37%~5.12%,与传统的酶联免疫吸附方法相比较,加标回收率和相对标准偏差基本保持一致。说明该方法表现出较好的准确性和精确性。(2)设计了以DNA四面体结构为骨架的三维DNA纳米镊子。为保证结构的稳定性,四面体每条棱均为DNA双链。当ZEN和OTA目标物存在时,三维DNA纳米镊子中OTA和ZEN适配体与目标物发生特异性结合,从DNA纳米镊子中脱落下来,从而产生“闭合”状态。因此,三维DNA纳米镊子中荧光基团和猝灭基团的间距减小,从而荧光强度减小,荧光信号的强弱与目标物的量成反比关系。通过测定三维DNA纳米镊子的开合状态时的荧光强度可达到同时检测OTA和ZEN的目的。该生物传感方法对OTA和ZEN的检测限分别为0.0323 ng/m L和0.0375 ng/m L。OTA和ZEN分别在0.2~200 ng/m L和0.5~50 ng/m L的范围内呈现出较好的线性关系。加标回收率在95.80%~110.20%,相对标准偏差为2.30%~4.30%。(3)基于适配体桥接磁性核壳纳米花(Fe3O4@Au nanoflowers,Fe3O4@Au NFs)与金银核壳纳米球(Au@DTNB@Ag core-shell,Au@DTNB@Ag CS)检测ZEN的SERS传感方法。首先拉曼信号分子5,5’?二硫代双(2?硝基苯甲酸)(5,5’-Dithio-(2-nitrobenzoic acid),DTNB)镶嵌于Au@Ag核壳结构中形成Au@DTNB@Ag CS纳米球,Fe3O4@Au NFs修饰ZEN互补链DNA(Complementary strand DNA,c DNA)作为捕获探针,Au@DTNB@Ag CS修饰ZEN适配体(Aptamer,Apt)作为信号探针。当反应体系中不存在ZEN时,Au@DTNB@Ag CS-Apt与Fe3O4@Au NFs-c DNA通过以互补链DNA与适配体间的特异性识别相结合,提高了该检测方法的拉曼信号;而当ZEN存在于检测体系时,Au@DTNB@Ag CS-Apt能够优先与ZEN结合,释放出Fe3O4@Au NFs-c DNA,减弱了检测体系的拉曼信号。ZEN浓度增加弱化了检测体系的拉曼信号,以拉曼信号分子DTNB在1333 cm-1处的SERS峰值强度为基准建立标准曲线,实现ZEN的高灵敏检测。当ZEN浓度在0.005~500 ng/m L之间,SERS强度与ZEN浓度对数之间具有负相关线性关系,线性方程为Y=-1303.3500lg Y+8438.3300,其相关系数R~2=0.9981,计算检测限为0.001 ng/m L。(4)基于适配体桥接金纳米棒(Gold nanorods,Au NRs)和金银核壳结构同时检测ZEN和OTA的SERS传感方法。首先在Au@DTNB@Ag CS和Au@4-MBA@Ag CS表面分别修饰ZEN和OTA适配体,并将ZEN和OTA的互补链DNA也相应地修饰在Au NRs表面上,根据适配体与互补链DNA的特异性识别作用,当检测体系中不存在ZEN和OTA时,Au@DTNB@Ag CS-Apt-Z、Au@4-MBA@Ag CS-Apt-O和Au NRs-c DNA-O-c DNA-Z三种物质通过适配体与互补链DNA特异性识别作用,能使拉曼信号增强;当检测体系中存在ZEN和OTA时,Au@DTNB@Ag CS-Apt-Z和Au@4-MBA@Ag CS-Apt-O会特异性的优先与ZEN和OTA结合,释放出Au NRs-c DNA-O-c DNA-Z,检测体系的拉曼信号减弱,随着ZEN和OTA浓度的增加,体系的拉曼信号逐渐减弱,以拉曼信号分子DTNB在1333 cm-1和4-MBA在1079 cm-1的SERS峰的强度建立标准曲线,实现ZEN和OTA的同时检测。当ZEN浓度在0.5~500 ng/m L之间,SERS强度与ZEN浓度对数存在负相关线性的关系,线性回归方程为Y=-467.99110lg X+7025.1960,其相关系数R~2=0.9870,计算检测限为0.054 ng/m L。OTA浓度在0.1~100 ng/m L之间,SERS强度与OTA浓度对数之间呈现负相关线性关系,线性回归方程Y=-435.0570lg X+4990.1110,相关系数R~2=0.9859,计算检测限为0.018ng/m L。